Tief im Weltraum, etwa 3900 Lichtjahre von der Erde entfernt, dreht sich eines der ungewöhnlichsten Objekte, die Astronomen bekannt sind. Es handelt sich um den Millisekundenpulsar PSR J0435+3233 – einen Neutronenstern, der eine vollständige Umdrehung in nur 3,2 Millisekunden vollführt. Kürzlich entdeckte ein internationales Forscherteam, das Daten des Fermi-Teleskops analysierte, dass dieser Pulsar Gammastrahlen in streng periodischer Weise aussendet, was ihn zu einem seltenen Beispiel unter ähnlichen Objekten macht.
Die Entdeckung begann mit Radiobeobachtungen. Im Jahr 2026 registrierte das chinesische Radioteleskop FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) erstmals Signale von PSR J0435+3233. Der Pulsar erwies sich als Teil eines Doppelsternsystems und zog sofort wegen seiner extremen Eigenschaften die Aufmerksamkeit auf sich. Seine Rotationsgeschwindigkeit – die Geschwindigkeit der Verlangsamung der Rotation – war um zwei Größenordnungen höher als bei typischen Millisekundenpulsares. Die Rotationsenergieverlustleistung (spin-down luminosity) erreicht eine gewaltige Größe von etwa 5,89 × 10^37 erg/s, was mit jungen, energiereichen Pulsaren vergleichbar ist, obwohl das Objekt selbst zur Klasse der „recycelten“ Neutronensterne gehört.
Millisekundenpulsare bilden sich normalerweise in Doppelsternsystemen: Der Neutronenstern wird durch die Akkretion von Materie vom Begleiter „aufgedreht“. Dieser Prozess glättet das Magnetfeld und macht sie relativ „ruhig“. PSR J0435+3233 zeichnet sich jedoch durch ein starkes Oberflächen-Dipolmagnetfeld von etwa 12,6 Milliarden Gauß und eine hohe Energieverlustrate aus. Solche Eigenschaften machten ihn zu einem ausgezeichneten Kandidaten für die Suche nach Gammastrahlung.
Ein Team unter der Leitung von Mencin Zhang von der Yunnan-Universität machte sich an die Arbeit. Sie untersuchten fast 17,7 Jahre Beobachtungen des Fermi-LAT-Teleskops im Energiebereich von 0,1 bis 500 GeV. Im Fermi-Katalog war bereits eine Gammastrahlungsquelle 4FGL J0435.5+3232 verzeichnet, die nur 0,01 Grad von der Pulsarposition entfernt liegt. Die Phasenanalyse der Rotation zeigte klare Pulsationen mit einer Signifikanz von etwa 6,8σ. Die Gammastrahlung ist auf ein schmales Phasenintervall konzentriert – etwa von 0,44 bis 0,69, also nur ein Viertel der vollen Sternumdrehung. In der übrigen Zeit ist der Pulsar im Gamma-Bereich „stumm“.
Die Gammastrahlungsleuchtkraft betrug etwa 6,26 × 10^32 erg/s. Bei dieser kolossalen Rotationsenergie war die Effizienz der Gammastrahlung unerwartet niedrig – etwa 10^{-5}. Dies steht im Gegensatz zu den Erwartungen für Objekte mit ähnlicher Leistung und wirft neue Fragen über die Mechanismen der Teilchenbeschleunigung, die Geometrie der Strahlungskeulen und die Struktur der Magnetosphäre extremer Millisekundenpulsare auf.
Die Entdeckung von Gammastrahlungspulsationen von PSR J0435+3233 macht ihn zu einem wertvollen Labor zur Untersuchung der Physik von Neutronensternen. Wissenschaftler stellen fest, dass die Kombination aus hoher Rotationsenergieverlustleistung und geringer Gamma-Ausgabeeffizienz ein besseres Verständnis dafür ermöglichen wird, wie die Magnetosphären solch schneller und leistungsstarker Objekte funktionieren. Jede neue Beobachtung dieses fernen „Leuchtfeuers“ bringt uns dem Verständnis der extremsten Bedingungen im Universum näher – dort, wo die Dichte der Materie und die Intensität der Felder die Grenzen erreichen, die für Erdlabore unzugänglich sind.
